Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif de cette thèse est de préciser les patrons de variabilité des communautés piscicoles<br />entre les plans d'eau en vue de contribuer à la compréhension des mécanismes qui en sont<br />responsables, qu'ils soient naturels ou conséquences des activités de l'Homme. Cette<br />approche macroécologique des peuplements en France et dans le nord-est des Etats-Unis a<br />montré des patrons d'addition et de remplacement d'espèces en fonction des caractéristiques<br />abiotiques locales et de la position géographique des plans d'eau. Le rôle structurant des<br />interactions biotiques est moins évident. Les introductions d'espèces modifient radicalement<br />la relation entre richesses locales et régionales alors que l'occupation agricole et urbaine des<br />bassins versants entraîne des modifications de la structure en guildes des communautés. La<br />convergence observée dans la réponse des communautés aux conditions climatiques et à la<br />taille du plan d'eau montre que la disponibilité des habitats de reproduction exerce une<br />contrainte forte sur les communautés locales et autorise quelques inférences sur les<br />conséquences du changement climatique global. L'étude des règles d'assemblage et une<br />réflexion relative au fonctionnement de métacommunautés à l'échelle des bassins versants<br />offrent des perspectives sur les plans scientifique et appliqués.

La perte actuelle de biodiversité demande d’augmenter la superficie des territoires protégés, dans le but de réduire la perte d’habitat, leur fragmentation, et d’atténuer les impacts des changements climatiques. Cependant, un défi majeur demeure: quelles parties d'un paysage faut-il protéger ? Le potentiel de connectivité du paysage a été un des facteurs les plus utilisés dans les dernières années. Les méthodes actuelles d’estimation de connectivité présentent toutefois des lacunes non seulement quant au nombre d'espèces simulées, mais surtout quant à leur diversité taxonomique et fonctionnelle. Ici, j’améliore l'étude de la connectivité du paysage de trois manières: j’évalue le potentiel de connectivité du paysage en m’appuyant sur un modèle d’ensemble de 93 espèces, comprenant des espèces terrestres, aviaires et semi aquatiques; j’intègre les écosystèmes aquatiques et terrestres; enfin, j'utilise un modèle plus réaliste de déplacements d’espèces fauniques. Afin de développer la méthode, j’ai utilisé des données spatiales d’un territoire de la région des Laurentides au Québec qui présente un fort gradient anthropique, du sud (fortement urbanisé et agricole) au Nord (très peu urbanisé et largement forestier). J'ai analysé la connectivité du paysage pour les espèces fauniques en utilisant Omniscape. Ce programme permet des simulations omnidirectionnelles, lesquelles représentent mieux les mouvements des animaux; jusqu’à présent la majorité des évaluations de connectivité sont unidirectionnelles (déplacement du point A au point B). J’ai ensuite regroupé les résultats de simulations de dispersion par des analyses de regroupement (Fuzzy C-mean et Ward), obtenant trois groupes. Les résultats ont confirmé que la région délimitée par le Bouclier canadien contribue grandement aux déplacements des espèces terrestres et aquatiques alors que la région située dans les basses terres du Saint-Laurent y contribue très peu. Mes résultats soulignent également que les milieux aquatiques semblent jouer un rôle important pour la connectivité globale de la région des Laurentides, puisque plusieurs espèces (dont des espèces considérées « terrestres ») les utiliseraient pour se déplacer. Je soutiens donc qu'il est essentiel de mieux intégrer les habitats aquatiques et terrestres dans une compréhension holistique de la connectivité du paysage. / The present biodiversity loss required to increase the area of protected areas in order to reduce habitat loss, fragmentation, and mitigate the impacts of climate change. However, a major challenge remain: which parts of a landscape should be protected? The landscape connectivity potential has been one of the main factors used in recent years. However, current methods of estimating connectivity have shortcomings, not only in terms of the number of species simulated, but especially in terms of their taxonomic and functional diversity. Here, I improve the study of landscape connectivity in three ways: I assess the connectivity potential of the landscape based on a pool of 93 species, including terrestrial, avian and semi-aquatic species; I integrate aquatic and terrestrial ecosystems; and finally, I use a more realistic model of movements of wildlife species. In order to develop the method, I used spatial data from a territory in the Laurentides region of Quebec, which has a strong anthropogenic gradient from the South (highly urbanized and agricultural) to the North (very little urbanized and largely forested). I analyzed landscape connectivity for wildlife species using the program Omniscape. It allows omnidirectional simulations, which better represent the movements of animals; so far, the majority of connectivity assessments were unidirectional (from point A to point B). I then pooled the results of dispersion simulations by clustering analyzes (Fuzzy C-mean and Ward), which resulted in three groups. The results confirmed that the region delimited by the Canadian Shield contributes greatly to the movement of terrestrial and aquatic species, while the region located in the St. Lawrence Lowlands do not contribute that much. My results also underline that aquatic environments seem to play an important role in the overall connectivity of the Laurentian region, since several species (including species considered “terrestrial”) use them to move around. I therefore argue that it is essential to better integrate aquatic and terrestrial habitats into a holistic understanding of landscape connectivity.

Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à l’influence des conditions locales et paysagères sur la structuration des communautés d’arthropodes en agroécosystèmes, ceci grâce à un dispositif de suivi situé en Ille-et-Vilaine (Bretagne, France), et comprenant des parcelles conduites en agriculture biologique et conventionnelle spatialement appariées. Notre première étude a mis en évidence que l’hétérogénéité paysagère, parfois en interaction avec le système local de culture, conditionne la diversité et l’abondance des groupes trophiques, à la fois pour les arthropodes au sol comme pour ceux de la végétation. Dans un second temps, nous avons pu montrer l’importance du contexte paysager dans la structuration des assemblages d’arthropodes prédateurs, et émis l’hypothèse que les mécanismes déterminant la distribution des espèces diffèrent fortement entre araignées et carabiques. Enfin, il est apparu la nécessité de distinguer les individus résidents (émergeants) des individus mobiles (circulants) lorsque l’on s’intéresse au rôle différentiel des facteurs locaux vs. paysagers dans la structuration des communautés de carabiques. D’une façon générale, nos résultats montrent donc une influence importante et positive de l’agriculture biologique sur les populations, assemblages d’espèces et communautés d’arthropodes, que ce soit à des échelles locales et paysagères comme en interaction avec d’autres variables paysagères. Nous avons également montré la pertinence de l’utilisation de différents niveaux d’organisation et variables réponses associées pour évaluer finement la structure et le fonctionnement de communautés d’Arthropodes en agroécosystèmes. / In this study, we got interested in quantifying how local and landscape metrics structure arthropod communities in agro-ecosystems. For that, we used a long-term monitoring design located in ‘Ille-Et-Vilaine’ (Brittany, France), composed by spatially pair-matched fields under organic vs. conventional farming systems. First, we found that landscape heterogeneity, also interacting with farming systems, drives the diversity and abundance of trophic groups for both ground- and vegetation-dwelling arthropods. In a second chapter, we showed the importance of landscape context in shaping assemblages of predatory arthropods, and suggested that mechanisms behind the distribution of individual species strongly differ between spiders and carabids. Lastly, we highlighted the importance of distinguishing between resident (emergent) and mobile (circulating) individuals when assessing the differential role of local vs. landscape factors in community assembly. Overall, our results show a strong and positive effect of organic farming on arthropod populations, assemblages and communities, both at local and landscape scales, as well as in interaction with other landscape metrics. We also highlighted the relevance of using different levels of biological organization, and related response variables, when assessing the structure and functioning of arthropod communities in agroecosystems